DE2160965C3

DE2160965C3 - Reaktor für Nachverbrennung der Auspuffgase einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2160965C3
Application number: DE2160965A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Automobiles Peugeot SA
Current assignee: Automobiles Peugeot SA
Priority date: 1971-02-22
Filing date: 1971-12-08
Publication date: 1974-10-24
Also published as: US3722221A; FR2127074A5; GB1369628A; IT945421B; DE2160965B2; DE2160965A1

Description

Wänden, die miteinander in Verbindung stehende 11. Reaktor nach einem der vorhergehenden Räume begrenzen, ferner mit Eintrittsstutzen, die Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in an in den Innenraum münden und zum Anschluß an io sich bekannter Weise Mittel fur die Zufuhr von die Auspuffleitungen bestimmt sind und die fest Zusatzluft, wie z. B Öffnungen in den Emtnttsmit der Außenwand verbunden sind und sich mit rohrstutzen (4,6; 36). vorgesehen sind.
Spiel durch öffnungen der oder jeder Innenwand
erstrecken, sowie mit mindestens einer Austrittsrohrleitung, die von einem anderen der Räume 15 "
ausgeht, dadurch gekennzeichnet, daß

die Wände (1,2,3; 31, 32, 33) paarweise mitein- . „
ander in der in der Mitte des Reaktors liegenden Die Erfindung betrifft Reaktoren der im Gattungs-Querebene an von einem Wändepaar zum ande- begriff des Anspruchs 1 genannten Art. in so'cnen ren Wändepaar gestaffelt angeordneten Befesti- ao Reaktoren werden mittels zusätzlich eingeführter gungspunkten (11, 14) fest verbunden und an ih- Luft die verunreinigenden Bestandteile, wie Kohlenren Enden, wie an sich bekannt, durch Gleitfüh- mon&xyd und unverbrannte Kohlenwasserstoffe, sorungen (15a, 16a) gehalten sind (Fig. 1,2,3; fort verbrannt. .
Fig 4 5 6) Die Innenwände solcher Reaktoren werden im Be-2.'Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekenn- a₅ trieb weit mehr erhitzt und daher weit mehr gedehnt zeichnet, daß jede von zwei einander begehbar- als db Außenwand; sie müssen daher, umden warten Wänden mit vorspringenden, zur anderen medehnungen folgen zu können und nicht übermäßig Wand hin gerichteten Teilen (9, 10; 12, 13) ver- beansprucht und gar zerbrochen zu werden, allseits sehen ist und die Wände an den Gipfeln dieser wärmebeweglich gehalten werden.
Vorsprünge aneinander befestigt sind 30 Dieses Problem ist ganz allgemein bei Ausputt-(Fig 1 2 3) Schalldämpfern von Brennkraftmaschinen mit kon-

3. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zentrisch ineinander angeordneten Wänden bekannt, zeichnet, daß mindestens eine Wand angesetzte Bekannte Schalldämpfer und Reaktoren (deutsche Teile (34), z. B. Hütchen oder U- oder S-förmige Patentschrift 1 206 658, deutsche Offenlegungsschnft Füße, trägt und die Befestigungspunkte auf den 35 1476 636, deutsches Gebrauchsmuster '826 239 Gipfeln dieser Teil.* angeordnet sind USA.-Patentschrift 2 259 516) können von den durch (Fig 4 5 6) Ten.peraturschwankungen erzeugten Maßunterschie-

4. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3. den zwischen Innenwand und Außenwand nur Ländadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungs- genunterschiede, nicht Durchmesserunterschiede, punkte auf den Ecken zweier Quadrate von ge- 40 zwanglos aufnehmen.

meinsamer Mitte, aber gegeneinander im Winkel Ein anderer bekannter Reaktor, und zwar Keaktor

von 45° verdrehter Stellung angeordnet sind. mit Eintrittsstutzen der im GaUungsbegntt des An-

5. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, Spruchs 1 genannten Art (USA.-Fatentscnntt dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungs- 3 413 803), kann freilich Durchniesserunterschiede punkte an den Ecken zweier gleichseitiger Drei- 45 zwischen Innenwand und Außenwand auinenmen, ecke von gemeinsamer Mitte, aber gegeneinander nämlich dadurch, daß das Innengehause an seinen im Winkel von 60° verdrehter Stellung angeord- Enden durch axiale Gleitzapfen (so dort Abb. 1) „et sind. oder durch nicht näher angegebene radiale Abstand-

6. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekenn- halter (so dort Legende der Abb. 3 in Spalte6, zeichnet, daß die Außenwand (1) rings um die 50 Zeile 6) zentrisch gehalten ist und daß die bin-Eintrittsrohrstutzen (4,6; 36), wie an sich bekannt, trittsstutzen, die zum Anschluß an die Auspurtleitunmindestens eine Sicke (22) aufweist, welche eine gen der Brennkraftmaschine bestimmt und im Verformung der Wand zuläßt. Außengehäuse starr befestigt sind, durch je ein Rohr

7. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekenn- iortgesetzt sind, das im Innengehäuse starr befestigt zeichnet, daß die Außenwand (1) zwischen diesen 55 ist und im Eintrittsstutzen mit Gleitsitz also mit zur Leitungen (4,6; 36), wie an sich bekannt, minde- Achse des Reaktors radialer Beweglichkeit geführt stens eine in Umfangsrichtung verlaufende Sicke ist; da dieser Gleitsitz den Stutzen in Richtung der (35) aufweist Reaktorachse nur geringes Spiel bietet, müssen sich

8. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekenn- bei großen Längsdehnungen des Innengehauses die zeichnet, daß die Gleitführungen durch zwei zy- 60 in den Stutzen sitzenden Rohre schiefstellen, zu wellindrische Flächen (15 a, 16 a) gebildet sind, die ehern Zweck die Stutzen innen kegelig gestaltet sind, von zwei Deckeln (15, 16) gebildet werden, Dieses Schiefstellen, also diese Verformung des Inwelche die Enden der Innenwand (3) bzw. der nengehäuses und der Rohre beansprucht den Werk-Außenwand (1) verschließen. stoff und gefährdet den Reaktor.

9. Reaktor nach Anspruch 8, dadurch gekenn- 65 Die Erfindung soll diese Gefahr und diese Bauart zeichnet, daß diese Verschlußdeckel zwischen vermeiden. Sie geht davon aus, daß die Stutzen nicht sich einen ein Gaspolster einschließenden Raum starr mit der Innenwand verbunden, sondern mit (23) begrenzen. Spiel durch die Innenwand (wenn nur eine Innen-

wand vorhanden ist) oder durch jede Innenwand (wenn mehrere Innenwände vorhanden sind) hindurchgefühlt sind. Dann ist ein anderes Mittel nötig, um das bzw. die Innengehäuse ,|egen Verschiebung •n Achsrichtung festzuhalten. Ein solches Mittel wird durch die Erfindung geliefert. Dieses Mittel besteht in der im Anspruch 1 als das Kennzeichen der Erfindung genannten Maßnahme.
Diese Bauart hat die Vorteile, das bzw. die Innen-

sen ist. Durch öffnungen 21 in jedem Stutzen 4 kann
in bekannter Weise Zusatzluft eingeführt werden, die
die Nachverbrennung der Auspuffgase des Motors sichern soll.

Wie ersichtlich, ist an der Wand 1 um jeden Stutzen 4 herum eine Sicke 22 ausgebildet; diese Sicken erlauben eine leichte Winkelverstellung der Stutzen und erleichtern den Anschluß der Flanschen 5 an den Motor und die Verformungen, die durch Dehgehsjse erstens genau und eindeutig gegen Verschie- io nungen hervorgerufen werden.

bung in Längsrichtung zu fixieren und zweitens Wenn der Motor arbeitet, folgen die Auspuffgase

genau mit größter radialer Nachgiebigkeit und daher dem in F i g. 1 durch die Pfeile gezeigten Weg. Sie geringster Werkstoffbeanspruchung — dies, weil die kommen aus den Brennräumen des Motors durch die Befestigungspunkte gestaffelt, nämlich in Umfangs- Stutzen 6, strömen durch den Raum /- danach durch richtung gestaffelt sind, also in Umfangsrichtung 15 die Löcher 18 in den Ringraum // und von dort um große Biegdänge zwischen den Befestigungspunkten die Enden der Zwischenwand 2 herum in den Raum vorhanden sind — radial zu zentrieren. ///. Die Gase entweichen dann durch die Leitung 20.

Zwei Ausführungsbeispiele de·- Erfindung sind in Ein kleiner Teil der in "den Raum / eingeflossenen der Zeichnung dargestellt. Es zeigt Gase strömt durch die die Rohre 6 umgebende

Fig. 1 eine erste Ausführungsform des erfindungs- 20 Spalte8 in den Raum // und danach in den Raum gemäßen Reaktors im Längsschnitt, ///. Die Nachverbrennungs-Reaktion erfolgt haupt-

„. ^ _■:—11— _:_ η 1._:„ __.,__. j_ . ... sächlich im Innenraum 1 des Reaktors; dadurch wird

die Wand 3 auf sehr hohe Temperatur erhitzt, während die weiter entfernte und von der Außenluft be-25 rührte Wand 1 ..iedHge Temperatur hat. Dadurch entstehen beträchtliche Dehnungsunterschiede zwischen den Wänden; aber diese können, da die Wände nur in der Mitteü-Querebene aneinander befestigt sind, ohne Längsbeanspruchung und, weil die in F i g. 2 erkennrohrförmige 30 bare gestaffelte Anordnung der Schweißpunkte 11 und 14 eine gewisse Schwankung des Abstands die-

Fig.2 dieselbe im Querschnitt entlang der Linie 2-2 der F ig. 1,

F i g. 3 dieselbe im Querschnitt entlang der Linie 3-3 der Fig. 1,

Fig.4 bis6 eine zweite Ausführungsform in Schnitten entsprechend demjenigen der Fig. 1 bis3.

In der in F i g. 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsform hat der erfindungsgemäße Nachverbrennungs-Reaktor drei konzentrische Wände 1,2 und 3 mit der Achse X-X.

An die Außenwand 1 sind Stutzen 3 angeschweißt. ser Schweißpünkte von der Achse zuläßt, ohne Querdie in Flanschen 5 enden, die an die Auspufföffnun- beanspruchung erfolgen. Der Umstand, daß zwischen gen der Zylinder eines (nicht dargestellten) her- den Rohren 6 einerseits und der Zwischenwand 2 kömmlichen Verbrennungsmotors angeschlossen 35 und Innenwand 3 andererseits ein Spiel vorhanden wenden, im Innern der Stutzen 4 sind Rohre 6 ange- ist, verhindert solche Beanspruchungen auch am Ort schweißt, die sich mit Spiel durch öffnungen 7 und 8 der Anschlußrohre.

der Zwischenwand 2 und der Innenwand 3 erstrek- Die Form der Deckel IS und 16 erfüllt drei Aufga-

ken. ben: erstens Abschluß an die Enden der Wände 1

In dem in F i g. 2 gezeigten Querschnitt durch die 40 und 3, zweitens Zentrierung der Wand 3 in der Mitte des Reaktors weist die Wand 1 Eindellungen 9 Wandl, drittens Bildung eines Gaspolsters in den auf, die Ausdellungen 10 der Wand 2 anliegen und Räumen 23, das den Übergang zwischen der hohen zur Verbindung der beiden Wände 1 und 2 durch Innentemperatur des Innenraums und der wesentlich Schweißpunkte 11 dienen. In demselben Querschnitt niedrigeren Temperatur der Umgebungsluft mildert sind Eindellungen 12 der Wand 2 und radial Ausdel- 45 und auch Wärmeverluste des Innenraums, die die Erlungen 13 der Wand 3 angeordnet, an denen die giebigkeit der Verbrennung mindern würden. Wände 2 und 3 durch Schweißpunkte 14 miteinander Bei der abgewandelten Ausführungsform gemäß

verbunden sind. Die Schweißpunkte 11 und 12 sind Fig.4 bis6 ist die allgemeine Anordnung die gegeneinander versetzt angeordnet, etwa auf den Ek- gleiche, jedoch mit dem Unterschied, daß die Befestiken zweier Quadrate, die eine gemeinsame Mitte ha- 50 gung zwischen den Wänden 31, 32, 33 in Mittelben, aber um 45° gegeneinander verdreht sind. Querschnitt nicht durch Vorsprünge, die durch Ver-An jedem Ende ist die Wand 3 an ihrem Rand mit formung der Wände gebildet sind, sondern durch einem Deckel 15 verschweißt, der einen zylin- Hütchen 34 bewirkt ist, die auf die Wände aufgedrischen Teil 15 a aufweist, der verschiebbar in schweißt und ebenfalls gestaffelt angeordnet sind, einem Deckel 16 gelagert ist, welchei mit seinem zy- 55 Diese Hütchen könnten natürlich durch einfache lindrischen Rand 16 a an den Endrand der Außen- Füße von z. B. U-oder S-Form ersetzt werden.

F i g. 4 zeigt auch zusätzliche ringförmige Sicken 35 in der Wandl. Diese Sicken verringern noch mehr die Beanspruchungen, die in der Wand in der 60 Nähe der Stutzen 36 durch die äußeren Anschlüsse mittels der Flanschen 37 entstehen könnten.

Auch diese zweite Ausführungsform hat dieselbe Wirkungsweise und dieselben Vorteile wie die erste, nämlich im wesentlichen Fehlen von Beanspruchun-65 gen durch Temperatur- und Dehnungsunterschiede, insbesondere dank der Art der Verbindung der konzentrischen Wände miteinander durch gestaffelt angeordnete Punkte, ferner dank dem zwischen den

wand 1 angeschweißt ist. Ferner ist an jedem Ende die Zwischenwand 2 zu radialen Vorsprüngen 17 verformt, mit denen sie im Inneren der Wand 1 verschiebbar gehalten ist.

Die konzentrischen Rohre 1,2,3 umschließen einen Innenraum/, einen Zwischenringraum // und einen Außenringraum ///. Die Räume / und // sind durch öffnungen 18 der Wand 3 miteinander verbunden.

Die Außenwand 1 weist an ihrem unteren Teil eine Ausgangsöffnung 19 auf, an die eine Leitung 20 für den Austritt der nachverbrannten Gase angeschlos-

Einströmrohren einerseits und der Innenwand und der Zwischenwand andererseits vorgesehenen Spiel, weiterhin dank der gleitenden Führung zwischen den Enden der Wände und dank dem Vorhandensein von Gaspolstern an den genannten Enden.

Alle diese Merkmale wirken zum gleichen Ergebnis zusammen. Sie lassen sich in mancherlei Weise abwandeln, was die Form der einzelnen Bauteile, die Anzahl und Anordnung der Befestigungspunkte, deren Versetzung in Umfangsrichtung mehr oder weniger regelmäßig sein kann, ferner in der Form des Strömungswegs der behandelten Gase usw.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

ι 2 10. Reaktor nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß eine rohrförmige konzentri- Patentansprüche: scne Zwischenwand (2) kurzer als die Außenwand und als die Innenwand ist und an ihren bei-

1. Reaktor für die Behandlung, insbesondere 5 den Enden radiale ^v°^rsP™ⁿSf^¹⁷>_^a"^fwe|^s^ ^di^

Nachverbrennung der Auspuffgase einer Brenn- sie relaÜv zu einer der Nachbarwande gleitend

kraftmaschine mit mehreren konzentrischen führen.